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  在完成對(duì)人體觸覺功能模仿之余，借助摩擦納米發(fā)電機(jī)技術(shù)，機(jī)器人的觸覺感知能夠?qū)崿F(xiàn)一些人體觸覺無法企及的新功能。但由于摩擦電式傳感器固有的對(duì)環(huán)境的高敏感性，其可靠性問題仍然是一大難題。

  近日，中科院北京納米能源與系統(tǒng)研究所王中林院士和吳治嶧研究員團(tuán)隊(duì)提出一種基于摩擦納米發(fā)電機(jī)技術(shù)和深度學(xué)習(xí)技術(shù)的智能觸覺傳感系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)不受外界條件影響的準(zhǔn)確、簡單、實(shí)時(shí)的材料辨識(shí)。該團(tuán)隊(duì)制備的觸覺傳感陣列能夠敏感地感知外部機(jī)械刺激，特別是在人類手指的壓力范圍內(nèi)。全硅膠質(zhì)地使該傳感器具有良好的靈活性、伸展性和機(jī)械穩(wěn)定性。

  通過從觸覺傳感陣列的多個(gè)獨(dú)立電信號(hào)以及歸一化處理后的輸出信號(hào)中提取待測(cè)材料的典型特征信息，以規(guī)避接觸條件和外部環(huán)境條件的影響。進(jìn)一步集成一個(gè)卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)深度學(xué)習(xí)算法，以提取更多肉眼無法分辨或單從外部無法區(qū)分的細(xì)微特征差異，智能化的同時(shí)也可提高材料識(shí)別的準(zhǔn)確率。在單次材料識(shí)別任務(wù)中取得了96.62%的高準(zhǔn)確率。相較于人類必須整合多感官（觸覺和視覺）才能完成觸覺感知的復(fù)雜過程，該工作提出的智能觸覺感知系統(tǒng)表現(xiàn)出更簡單的識(shí)別過程，從而有效地簡化了人類感知物體所依賴的多感官信息的整合。這在視障人士的認(rèn)知學(xué)習(xí)、仿生假肢，以及構(gòu)建虛擬空間等領(lǐng)域均顯示出巨大的優(yōu)勢(shì)。該工作以“Open-Environment Tactile Sensing System: Towards Simple and Efficient Material Identification”為題發(fā)表在Advanced Materials上。文章第一作者是中科院北京納米能源與系統(tǒng)研究所博士生魏雪蓮。

  原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202203073